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Verfahren zur Auswaschung von Ammoniak aus Gasen, insbesondere Kohlen-Destillationsgasen
Es sind Verfahren bekannt, bei welchen die Auswaschung von Ammoniak aus Gasen, insbesondere
Kohlen-Destillationsgasen, in mehreren Stufen erfolgt, wobei in mindestens einer
ersten Stufe die Auswaschung mit Ammoniakwasser zur Gewinnung eines mit Ammoniak
hoch angereicherten Wassers, z. B. a bis 5%, erfolgt, während das die mit nicht
enthärtetem Frischwasser beaufschlagte Endstufe verlassende Waschwasser getrennt
abgeführt wird. Diese Art der Auswaschung von Ammoniak hat den Nachteil, daß das
Gas in die Endstufe mit höherem Ammoniakgehalt eintritt, so daß zur Auswaschung
des Restgehaltes sehr erhebliche Mengen von .benötigt werden. Bei den Verfahren
dieser Art hat man bislang das die Endstufe verlassende, einen geringen Gehalt von
Ammoniak, z. B. 0,0211o enthaltende Wasser ungenutzt in die Kanalisation ablaufen
lassen müssen. Der Vorteil der Gewinnung eines hoch angereicherten Ammoniakwassers
in der ersten Waschstufe wurde also mit dem Nachteil eines unwirtschaftlichen U'asserverbrauches
erkauft.
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Von der Erfindung wird nun dadurch ein Vorteil erzielt, daß bei diesem
mindestens zweistufigen Verfahren das Waschwasser aus der Endstufe einen Reaktionsraum
unter Einhaltung so langer Verweilzeiten passiert, daß ein Ausfällen der Erdalkalien,
insbesondere des Calciumbicarbonats, durch den NH3-Gehalt des Wassers eintritt.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird also das auf Grund des vorherigen Waschvorganges
in dem Rohwasser befindliche Ammoniak als Enthärtungsmittel
ausgenutzt,
vorzugsweise derart, daß das im Wasser enthaltene Calciumbicarbonat in das unlösliche
Calciumcarbonat umgewandelt und in dem Reaktionsraum durch Einhaltung entsprechend
großer Verweilzeiten niedergeschlagen wird. In den meisten Fällen wird diese Art
der Enthärtung ausreichend ,sein, um ein Wasser zu gewinnen, das anschließend einem
Kühlwasserkreislauf zugeführt werden kann, insbesondere als Zusatzwasser für einen
über einen Rückkühlturm geführten Kühlwasserkreislauf, sei es im Rahmen der Gaskondensation
oder .der Dampfkondensation einer Dampfkraftanlage. Wenn in einzelnen Fällen wegen
zu großer Härte des Rohwassers oder zu geringem Ammoniakgehalt diese Enthärtung
nicht ausreicht, steht nichts im Wege, eine zusätzliche Enthärtung vorzunehmen,
vorzugsweise durch zusätzliches Einführen von Ammoniakwasser in den Reaktionsraum.
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Die Enthärtung von Wasser mittels Ammoniak ist an sich bekannt, es
ist auch bereits vorgeschlagen worden, Ammoniak aus Gasgemischen mit Erdal'kalilösungen
unter Abscheidung von unlöslichen Erdalkaliverbindungen auszuwaschen.
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So wurde empfohlen, Ammoniak aus Kohlen-Destillationsgasen oder anderen
Industriegasen mit Magnesialösungen in der Weise auszuwaschen, daß die Gase mit
Salzlauge gewaschen werden, die neben Magnesiasalz noch andere Salze enthalten,
die geeignet sind, das Festwerden oder Erstarren der Laugen bei der Absorption und
bei der Abtreibung des absorbierten Ammoniaks durch Kochen zu verhindern.
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Schließlich ist es auch bekannt, die Behandlung der Kohlen-Destillationsgase
zum Auswaschen von Ammoniak durch Säuren oder unter Mitbenutzung der im Gas enthaltenen
Kohlensäure, durch saure oder neutrale Salzlösungen, wie z. B. Erdalkalisalzlösungen,
erst vorzunehmen, nachdem man die Gase derart mit anderen Gasen gemischt hat, daß
der Taupunkt des entstehenden Gasgemisches für Wasser und Teerprodukte unter diejenige
Temperatur erniedrigt wird, bei welcher man das Ammonia9c auswaschen will, um die
Abscheidung von Wasser oder von Teerprodukten bei der Ammoniakauswaschung zu vermeiden.
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Gemäß vorliegender Erfindung wird ein an sich notwendiger Waschvorgang
mit der gleichzeitigen Gewinnung von enthärtetem Wasser für Kühlzwecke verbunden.
Sie beruht auf .der Erkenntnis, daß im Rahmen einer derartigen Ammoniakauswaschung
aus Gasen zwangsläufig, d. h. ohne die Notwendigkeit eines besonderen Enthärtungsmittelzusatzes,
.die für eine solche Enthärtung erforderlichen Reaktionsverhältnisse geschaffen
werden.
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Es ;bedarf daher nur noch der Nachschaltung eines geeigneten Reaiktionsraumes,
um die für die Ausfällung bzw. das Absetzen der Härtebildner erforderliche Verweilzeit
zu gewährleisten. Dieser Reaktionsraum kann als ein einfaches Klärbecken, zweckmäßig
mit nachgeschaltetem Filter, z. B. Koksfilter, Reisigfilter, ausgebildet sein. Im
allgemeinen wird man das Wasser diesen Reaktionsraum kontinuierlich mit geringer
Geschwindigkeit durchströmen lassen, doch ist auch ein-diskontinuierliches Verfahren
denkbar, insbesondere, wenn man zwei oder mehrere Reaktionsräume verwendet, die
wechselweise in Betrieb genommen werden.
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Durch die Erfindung wird mit einfachen und ,billigen Mitteln ein wertvolles
Kühlwasser gewonnen und dadurch der Nachteil des großen Wasserverbrauches der (beschriebenen
zweistufigen Auswaschung ausgeglichen.
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Im Rahmen nach der Erfindung kann die Auswaschung des Ammoniaks in
den verschiedenen Stufen in beliebiger bekannter Weise geschehen. Am günstigsten
ist es, wenn ein Waschverfahren benutzt wird, bei dem folgende Verfahrensstufen
miteinander kombiniert werden: a) In der durch einen einbautenfreien Wascher gebildeten
ersten Waschstufe mit Zuführung des Wassers durch Vernebelungsdüsen wird unter Anwendung
hoher Gasgeschwindigkeiten, vorzugsweise etwa 3 m/sec, der größte Teil des Ammoniaks
und ein erheblicher Teil des Schwefelwasserstoffes, z. B. 50 bis 6o%, ausgewaschen.
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b) Das restliche Ammoniak wird in einer turbulenten Waschstufe, insbesondere
einer Tauchstufe, an Kohlensäure gebunden.
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Hierbei kann die oberste Abteilung eines aus mehreren übereinanderliegenden
Abteilungen bestehenden, einbautenfreien Düsenwaschers durch eine mit dem unenthärteten
Frischwasser beaufschlagte Tauchstufe für die Aus"vaschung des Restammoniaks gebildet
werden.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Mit a ist ein Ammoniakwascher mit sechs Waschabteilungen i bis 6 bezeichnet.
jede Abteilung ist mit schematisch dargestellten Vernebelungsdüsen b ausgerüstet,
.durch die das Waschwasser in fein zerstäubter Form in den vom Gas beaufschlagten
Raum eingeführt wird. Das Gas tritt bei c in den Wascher ein und verläßt den Wascher
am oberen Ende bei d. Die Abteilungen 3 bis 6 bilden die erste Stufe für die Auswaschung
des Ammoniaks, welche mit über die Leitung e zugeführtem Ammoniakwasser geringer
Konzentration beaufschlagt wird. Das Waschwasser verläßt die Stufe bei f mit entsprechender
Anreicherung an Ammoniak.
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In den Abteilungen i und 2 erfolgt die Auswaschung des Restammoniaks
mit nicht enthärtetem Frischwasser, welches über die Leitung.gden beiden Abteilungen
zugeführt wird. Dabei wird die Hauptmenge dieses Wassers auf .die Abteilung i aufgegeben.
Das aus der Abteilung 2 ablaufende Wasser wird über die Leitung lt dem der
ersten Waschstufe bei e zugeführten Ammoniakwasser zugesetzt.
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Das dieAbteilung i (Endwaschstufe) verlassende Wasser wird über die
Leitung i einem Reaktionsiaum k (Klärbecken) zugeführt, in welchem das Absetzen
der durch den Ammoniakgehalt des Wassers in unlöslicher Form ausgefällten Härtebildner
erfolgt. Mit m ist ein nachgeschaltetes
Filter 'bezeichnet, aus
welchem das Wasser durch die Pumpe n über die Leitung o entweder dem Kühlturm r
über die Leitung p oder einem Gaskühler t über die Leitung s zugeleitet wird. Aus
dem Kühlturm r wird das Wasser in an sich bekannter Weise zusammen mit dem übrigen
auf diesem Turm aufgegebenen Kühlwasser über die Pumpe ic und Leitung v ,dem Kühler
t', z. B. Vorkühlung der Gaskondensation, im Kreislauf zugeführt.